La aplicación de biotecnologías reproductivas se puede utilizar para difundir genética de excelente calidad y aumentar la calidad y productividad de los hatos en forma considerable en menos tiempo que con los métodos tradicionales de reproducción animal. La manipulación de la genética en una población tiene una larga presencia permanente en la producción animal, en un principio ocurre mediante prácticas de selección basados ​​en el fenotipo o características específicas de producción. Los procedimientos utilizados de la biotecnología reproductiva, para mejorar la gestión de la eficiencia reproductiva y genética de los animales son la inseminación artificial (IA), la transferencia de embriones (TE) y la fertilización in vitro (FIV). Éstas biotecnologías han contribuido a importantes avances en la eficiente reproducción y producción del ganado. Sin embargo, presentan ciertas limitantes como un lento progreso genético relativamente lento y la imposibilidad de separar rasgos deseados importantes de los indeseados (Niemann y Kues, 2003).

La producción de individuos genéticamente idénticos mediante la clonación es una herramienta más reciente que los productores pueden emplear para influir en el progreso genético de una población determinada. Clonación no cambia la composición de la genética (DNA) del animal, ni acelera el intervalo generacional. No obstante, proporciona un mecanismo altamente fiable para producir animales superiores con características productivas deseables para el hombre y de esta manera poder sustituir a los animales con producciones media y/o inferiores. El potencial de aplicaciones de la clonación va más allá de la clonación reproductiva para producir animales superiores valiosos; como por ejemplo la generación de genes para obtener animales transgénicos. Estos animales transgénicos o genéticamente modificados se obtienen mediante la tecnología de transferencia nuclear, con el fin de generar animales para aplicaciones biomédicas, tales como aquellos que producen proteínas terapéuticas en la leche o sangre, animales con resistencia a enfermedades, reducción del impacto ambiental y la mejora de los rasgos de productividad.

En la actualidad, se sabe que, en el 2050, la población excederá los nueve mil millones, lo cual requiere un aumento en la producción de alimentos. Para hacer frente a esta situación, se tiene que generar mecanismos de suministro de alimentos suficientes para satisfacer las demandas de una población humana mundial en continuo crecimiento; por lo tanto, la producción animal tendrá que tomar ventaja de los avances en biotecnologías reproductivas para hacer que las Unidades de Producción Animal (UPAS) produzcan el ganado suficiente con más eficiencia y mejor productividad. Para satisfacer esas exigencias y reducir el impacto ambiental de la producción animal en la generación de productos alimenticios de alta calidad, serán necesarias y vitales herramientas biotecnológicas de reproducción animal asistida y de esta manera contribuir a generar sistemas de producción para tener una ganadería sostenible. En la ciencia animal, se está avanzando significativamente en producción de ganado a través de las biotecnologías reproductivas en muchos aspectos. En este trabajo, se describen algunas biotecnologías de reproducción animal asistida para hacer frente a las preocupaciones futuras en materia de seguridad alimentaria.

Biotecnologías de reproducción animal asistida disponibles

Inseminación artificial y transferencia de embriones

Distintos programas de mejoramiento basadas en la selección se han aplicado para mejorar el mérito genético del ganado durante muchas generaciones. Sin embargo, la tasa
del cambio de los rasgos individuales como resultado de la selección es relativamente baja, de 0.3 a 0.5 % por año). Los beneficios de las biotecnologías reproductivas para inducir
verdaderos cambios con gran impacto en la eficiencia de la producción pueden aplicarse a un ritmo acelerado para contribuir con el aumento de la intensidad de selección, sin que se limite el control de la reproducción en las UPAS.

En la actualidad, la IA y TE, son herramientas aplicada de las biotecnologías reproductivas más ampliamente utilizadas en todo el mundo para mejorar la eficiencia reproductiva y genética del ganado (Foote, 2002). El ganado bovino lechero, son las áreas que han mostrado mayor impacto, debido a sus sistemas de gestión intensivos que permite el uso de la IA y TE a nivel práctico. En este sentido unos de los propósitos de la IA y la TE en ganado bovino, es producir machos y hembras con rasgos genéticos superiores para la producción de leche y carne (Foote, 2002). La tasa de progreso genético en los productos lácteos de ganado puede aumentar cuatro veces por el uso de la IA y la TE en comparación con el uso de la reproducción mediante la aplicación de servicios naturales de apareamiento (Van Vleck, 1981). El progreso en la IA y la TE, así como biotecnologías asociadas, se debe a los adelantos que han sucedido en la recolección del semen, su manipulación y conservación en congelación; cuya vida útil después de la recolección es indefinida, esto ha logrado que los toros elite sean utilizados en miles de inseminaciones en un determinado año.

Los avances en la gestión de la eficiencia reproductiva y genética en la producción de leche y de carne, como resultados de la aplicación de las biotecnología de IA y TE,  contribuye y seguirá contribuyendo con el aumento en la disponibilidad de alimentos de este tipo, sin que se necesite el aumento en número de animales, este aspecto es de vital importancia, debido a la falta de eficiencia en la producción, distribución, disponibilidad y desnutrición que es evidente en países en desarrollo, donde la gente pobre, no consume alimentos de origen animal suficientes.

Sexado de espermatozoides en el semen

El sexado de los espermatozoides en el semen para preparar dosis para IA, es de vital trascendencia en la producción animal. La predicción del sexo de la cría, toma gran valor, dependiendo de la UPA, productora de carne o de leche. En las UPAS de ganado productor de carne, los machos tienen mayor valor en el mercado; en las dedicadas a la producción de leche, las hembras representan el sexo de elección para los productores, ya que pueden garantizar los reemplazos.

Por lo tanto, disponer de una herramienta para influir y determinar el sexo de la progenie antes de la concepción, es un objetivo primordial y de gran valor en la producción animal de cualquier especie.

Se sabe, que cada espermatozoide contiene un solo cromosoma, ya sea X o Y; cuyo resultado en la fecundación, determina que el sexo de la cría sea hembra o macho, respectivamente, ya que el ovocito de la hembra solamente contiene cromosomas X; es por eso que se dice que en mamíferos, quien determina el sexo es el macho. Además, el cromosoma X es más pesado que el Y, lo cual permite la separación de los cromosomas X de los Y de los espermatozoides del semen; mediante el uso de técnicas como la Citometría de Flujo, cuya aplicación comercial está siendo cada vez más usada (Seidel et al., 1997).

Fecundación in vitro y la transferencia de embriones

La fecundación in vitro (FIV), es otra biotecnología reproductiva que en la actualidad ha tomado gran fuerza. El procedimiento de la FIV,  fue desarrollado por primera vez en conejos y consiste en la en la recuperación de los ovocitos de los ovarios para su maduración en el laboratorio bajo condiciones controladas y finalmente exponerlos a los espermatozoides preparados para la fecundación y de esta manera generar un embrión fuera del cuerpo de la hembra, también conocido como producción de embriones in vitro; posteriormente transferirlos a úteros de hembras previamente preparadas para ello, en donde el embrión continuará su desarrollo hasta el nacimiento, lo cual se llama TE de embriones producidos in vitro.

La TE, tras la FIV es una biotecnología de reproducción animal asistida que cada vez toma más está siendo usada y aplicada por los productores ganaderos para mejorar sus hatos en la obtención de animales con mejores rendimientos y de esta manera contribuir con la producción de alimento de mejor cantidad y calidad; ya que en el caso de bovinos, una vaca puede aumentar su producción de crías de una a más de 10 por año; obteniendo excelente mejoría en la gestión de la eficiencia reproductiva y genética del ganado (Bousquet y Blondin , 2004).

La combinación del sexado de espermatozoides, la producción de embriones mediante FIV y la aplicación de la TE, sería un escenario de gran importancia de mejora en la producción animal y por lo tanto, una excelente contribución la producción de alimento para la humanidad (Rutledge, 1997).

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Alejandro Córdova Izquierdo¹, Abel E. Villa Mancera², Pedro Sánchez Aparicio³, Armando Gómez Vázques⁴ Carlos Bedolla Cedeño⁵

¹Departamento de Producción Agrícola y Animal. Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Xochimilco. Ciudad de México, México. ²Facultade de Veterinaria. Benemérita Universidad autónoma de Puebla, México. ³Facultad de Veterinaria. UAEM, Toluca, México. ⁴División Académica de Ciencias Agropecuarias. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, México. ⁵Universidad de San Nicolás de Hidalgo, Michoacán, México.

Bibliografía

• Bousquet, D., and P. Blondin. 2004. Potential uses of cloning in breeding schemes: Dairy cattle. Cloning Stem Cells 6:190–197.
• Foote, R. H. 2002. The history of artificial insemination: Selected notes and notables. J. Anim. Sci. 80:1–10.
• Niemann, H., and W. A. Kues. 2003. Application of transgenesis in livestock for agriculture and biomedicine. Anim. Reprod. Sci. 79:291–317.
• Rutledge, J. J. 1997. Featured article: Cattle breeding systems enabled by in vitro embryo production. Embryo Transfer Newsletter 15:14–18.
• Seidel, G. E., C. H. Allen, L. A. Johnson, M. D. Holland, Z. Brink, G. R. Welch, J. K. Graham, and M. B. Cattell. 1997. Uterine horn insemination of heifers with very low numbers of nonfrozen and sexed spermatozoa. Theriogenology 48:1255–1264.
• Van Vleck, L. D. 1981. Potential genetic impact of artifiical insemination, sex selection, embryo transfer, cloning and selfing in dairy cattle. New Technologies in Animal Breeding. B. G. Brackett, G. E. Seidel, and S. M. Seidel, editors. Academic Press, New York, NY.